[實用新型]藍寶石晶體熱交換法生長爐氦氣冷卻系統

有效

• 申請號: 201420106688.7
• 申請日: 2014-03-10
• 公開（公告）號: CN203754854U
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 陳勇
• 申請（專利權）人: 陳勇
• 主分類號: C30B35/00
• 分類號: C30B35/00;C30B29/20
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務所 51213
• 代理人: 劉渝

技術領域

本實用新型涉及一種藍寶石晶體熱交換法生長爐氦氣冷卻系統。

背景技術

人造藍寶石屬剛玉族，硬度為9，密度為3.95～4.1克/立方厘米，其化學成分為三氧化二鋁。由于藍寶石硬度高，化學性質穩定，在功能材料制備領域有著廣泛的應用，除了作為人工寶石制作首飾外，最重要的功能是作為晶體器件和薄膜制備的襯底。在應用上，因藍寶石具備高熔點、抗腐蝕性、高硬度、抗磨損以及電絕緣等特性，目前工業上主要應用為特殊環境的光學視窗、機械軸承零件、軍工材料等。在高科技電子領域則可用于藍白光LEDs、RFICs與藍光鐳射元件之基板材料等。近年來，藍寶石還陸續出現應用于生物醫療器械等特殊領域。

由于人造藍寶石在高科技領域日益擴大化的諸多應用，催生了人造藍寶石制造設備的研制和生產。在制造人造藍寶石的幾種形式的生產設備中，熱交換式藍寶石晶體生長爐生產過程需要配置一套介質為氦氣的冷卻系統，要求氣量大，無油潔凈，壓力恒定循環使用的氦氣。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種以氦氣為介質，并能為藍寶石生產提供氣量大、無油潔凈、壓力恒定循環使用的氦氣的藍寶石晶體熱交換法生長爐氦氣冷卻系統。

實用新型的目的通過下述技術方案實現：

藍寶石晶體熱交換法生長爐氦氣冷卻系統，主要晶體生長爐組成，在所述晶體生長爐上還連接有氦氣冷卻循環系統，所述氦氣冷卻循環系統包括通過出氣管連接在晶體生長爐上的冷卻器、以及通過進氣管連接在晶體生長爐上的氦氣壓縮凈化機組，所述冷卻器與氦氣壓縮凈化機組通過管道連接，在所述冷卻器與氦氣壓縮凈化機組之間的管道上還設有過濾器。

進一步的，所述氦氣壓縮凈化機組中的壓縮機采用的是雙轉子壓縮機。

為了便于測量進入晶體生長爐的氦氣的流量，在所述進氣管上設有流量計。

為了便于控制進入晶體生長爐的氦氣的流量，在所述進氣管上還設有流量控制器。

為了便于測量進入晶體生長爐的氦氣的壓力，在所述進氣管上還設有壓力表。

再進一步的，所述氦氣冷卻循環系統還包括補氣裝置，所述補氣裝置包括連接在進氣管上的高壓充氣管，在所述高壓充氣管上設有高壓充氣閥。

為了使高壓充氣管能順利的將高壓氦氣輸入晶體生長爐中，在所述進氣管上還設有位于高壓充氣管與晶體生長爐之間的送氣閥。

更進一步的，所述補氣裝置還包括設置在氦氣壓縮凈化機組與過濾器之間的低壓充氣管，在所述低壓充氣管上還設有由低壓充氣閥以及回氣逆止閥組成的低壓補氣閥組。

為了更好地實現本實用新型，在所述低壓充氣管與過濾器之間還設有由回氣閥以及回氣逆止閥組成的回氣閥組。

為了確保效果，在所述冷卻器上分別設有用于冷卻水流通的進水管以及出水管。

本實用新型較現有技術相比，具有以下優點及有益效果：

（1）本實用新型不僅結構簡單，而且成本低廉，冷卻器、過濾器以及氦氣壓縮凈化機組組成的氦氣冷卻循環系統可將晶體生長爐中輸出的高溫低壓氦氣轉化為低溫高壓氦氣，并提供給晶體生長爐生產藍寶石使用，從而形成氦氣的 循環使用回路；同時，還可對流通中的氦氣進行除雜，即可提高進入晶體生長爐中的氦氣的純度，因此可保證晶體生長爐中生產的藍寶石的質量。

（2）本實用新型的氦氣壓縮凈化機組中的壓縮機采用的是雙轉子壓縮機，雙轉子壓縮機體積小，氣量大，能耗低，噪聲以及震動都很小，能滿足設備長期可靠的工作要求。

（3）本實用新型的進氣管上設有流量計，便于測量進入晶體生長爐的氦氣的流量。

（4）本實用新型的進氣管上還設有流量控制器，便于控制進入晶體生長爐的氦氣的流量。

（5）本實用新型的進氣管上還設有壓力表，便于測量進入晶體生長爐的氦氣的壓力值。

（6）本實用新型的氦氣冷卻循環系統還包括補氣裝置，通過該補氣裝置可補充在流通過程中泄露的氦氣，以保證氦氣冷卻循環系統所需的氦氣量；所述補氣裝置包括連接在進氣管上的高壓充氣管，便于通過該高壓充氣管補充高壓氦氣。

（7）本實用新型的進氣管上還設有位于高壓充氣管與晶體生長爐之間的送氣閥，以保證高壓充氣管能順利將補充的高壓氦氣輸入晶體生長爐。